что помогает очистку переносить засуху
Деревья помогают бороться с нехваткой водных ресурсов в городах
С помощью зеленых насаждений можно сэкономить средства на очистке воды
Фото: Unsplash
По оценкам ООН, около 4 млрд людей испытывают нехватку воды по меньшей мере в течение одного месяца в году. Нагрузка на городские системы водоснабжения продолжает расти, в том числе из-за урбанизации и климатических изменений. Сотрудники Института мировых ресурсов (World Resources Institute, WRI) уверены, что решить проблему дефицита водных ресурсов помогут зеленые насаждения. Деревья помогают смягчить последствия наводнений и засух, служат естественными фильтрами для воды и делают жизнь в городах более комфортной.
Эксперты объясняют, что полезные для городов зеленые насаждения можно условно разделить на три типа: городские зеленые насаждения, растительность на территории водоразделов, а также леса вдали от урбанизированных территорий. Кроны деревьев внутри городов задерживают дождевую воду, способствуя ее быстрому испарению и уменьшая объем поверхностного стока. Это помогает снизить нагрузку на колодцы для ливневой канализации и защищает их от переполнения, из-за которого опасные вещества могут попасть в окружающую среду и нанести вред человеку и экосистемам. В некоторых городах уже используют зеленые насаждения для предотвращения аварийных ситуаций. Например, в Китае в 2015 году запустили проект Sponge City (в пер. с англ. — «город-губка»), который уже охватил 30 городов, включая Шанхай и Ухань. В этих городах возводят конструкции для поглощения и сбора дождевой воды — это в том числе зеленые крыши и дороги из материалов с высокой водопроницаемостью. Ожидается, что к 2030 году такие объекты появятся в 80% городов, благодаря чему они смогут собирать и повторно использовать не менее 70% дождевой воды.
Леса, расположенные вдали от городов, влияют на распределение осадков. Например, тропические леса участвуют в образовании так называемых «летающих рек»: они поглощают большое количество воды, а затем отдают ее в атмосферу в виде пара. Воздушные потоки переносят водяной пар в другие регионы, где он превращается в осадки. Так, тропические леса в бассейне Амазонки ежедневно выделяют в атмосферу около 20 млрд т воды и обеспечивают необходимым количеством осадков центрально-западную, юго-восточную и южную части Бразилии. Кроме того, они влияют и на осадки в бассейне реки Конго. При этом обезлесение, которое происходит в том числе из-за вырубки лесов, может стать причиной засух и привести к снижению производительности сельского хозяйства. По подсчетам сотрудников Мэрилендского университета, в 2019 году площадь тропических лесов сократилась на 11,9 млн га. Из них 3,8 млн га пришлось на девственные влажно-тропические леса, играющие важную роль в сохранении биоразнообразия.
Специалисты WRI подчеркивают, что городским властям и крупным корпорациям необходимо уделять особое внимание развитию городской зеленой инфраструктуры, а также сохранению лесов вблизи и вокруг городов. Свой вклад должны внести и городские жители, которые являются избирателями, налогоплательщиками и потребителями. «Леса сохраняют воду для городов, и важно, чтобы города сохраняли леса взамен», — заключают они.
О важности зеленых насаждений также говорится в докладе о состоянии окружающей среды в Москве в 2019 году. Зеленые зоны помогают снизить уровень загрязнения окружающей среды, уменьшают шумовое воздействие и создают комфортные условия для жизни и отдыха. В зеленый фонд столицы входят особо охраняемые природные территории, озелененные территории и все остальные участки, занятые деревьями, кустарниками и газонами. Информация о количестве и состоянии растений хранится в «Реестре зеленых насаждений». В 2015 году в реестре появилась интерактивная карта, с помощью которой пользователи могут актуализировать информацию о зеленых насаждениях в онлайн-режиме, корректировать границы объектов озеленения, а также отмечать уникальные растения и добавлять к ним фотографии.
По данным мониторинга зеленых насаждений, в составе зеленого фонда Москвы преобладают липы (28,1%) и клены (24,2%). Эти породы устойчивы к условиям городской среды, обладают хорошими газо- и пылепоглощающими свойствами и высокой декоративностью.
Урожай в засушливый сезон
Вести хозяйство в жарком и сухом климате фермерам приходится в разных частях планеты. Их методы получения урожая в условиях дефицита воды могут быть полезными и для российских регионов. В этом году по прогнозам синоптиков засушливый сезон будет сразу в нескольких аграрных регионах. Что можно и нужно сделать, чтобы получить урожай в таких условиях?
Отказ от вспашки
Австралийский фермер Питер Шинтон в 2006 году обзавелся скважиной, и она спасает его в период очередного сухого сезона в Новом Южном Уэльсе. В отличие от многих других фермеров в регионе ему не пришлось покупать воду для своего хозяйства. Он уверен, что грамотное управление водными ресурсами может иметь решающее значение для выживания в экстремальных погодных условиях.
Роберт Рувольдт, управляющий сельскохозяйственной фермой в 7000 акров в западной части австралийской провинции Виктории, уже давно перешел на нулевую обработку почвы, которая помогает сохранению влаги в почве. Он отказался от вспашки в 1982 году после сильной засухи и говорит, что нулевая обработка позволила ему выращивать такие культуры, как пшеница, ячмень, рапс во время последующих сухих периодов.
Роберт Рувольдт в 2011 году получил титул «Фермер года» за его работу над методами устойчивого ведения сельского хозяйства в сложных условиях. Он уверен, что отказ от вспашки и сохранение на полях стерни от предыдущего года, не только возвращает питательные вещества в почву, но и защищает ее от эрозии и чрезмерного высыхания. Роберт Рувольд считает, что этот метод дает урожай, аналогичный обычному пахотному земледелию в сезоны с хорошим количеством осадков.
По словам Джеймса Ханта, доцента Университета Ла Тробa (Мельбурн), почти все фермеры, выращивающие зерно в Австралии, в настоящее время используют технологию нулевой обработки почвы. Она стала популярной в США, Канаде и Латинской Америке. И даже европейские фермеры начинают активно применять этот метод, особенно после потери урожая в засушливые сезоны.
Ориентация «восток-запад»
В Западной Австралии многие фермеры экспериментируют с сухим посевом, методом, при котором семена высеваются в сухое семенное ложе до наступления дождей, в отличие от традиционного метода посева семян. Исследования, проведенные Австралийской организацией научных и промышленных исследований Содружества, показали, что этот метод снижает тепловую нагрузку во время зернового периода развития завода из-за раннего цветения и более эффективно использует сельскохозяйственную технику и рабочую силу, обеспечивая потенциальную выгоду урожая до 35 процентов с минимальным производственным риском. Однако, пока такие работы ведутся в небольших масштабах и оцениваются как спорные.
Зато другой метод спасения урожая от засухи уже получил широкое распространение. Австралийские виноградари не только начали менять традиционные сорта на более подходящие для сухих сезонов, но и менять размещение лозы. От традиционной схемы размещения виноградных лоз «север-юг», привезенной из Европы, начали отказываться. Высадка лозы по схеме «восток-запад» сократила излишнее воздействие солнечного света на виноград и защитила культур от излишнего тепла.
«Сухое земледелие»
Американские фермеры практикуют «сухое земледелие», которое основано на максимальном использовании имеющихся влаги. Снижение потерь воды путем создания водосборников и предотвращения испарения воды являются основными идеями этой системы.
Харди Кэмпбелл из Южной Дакоты использовал его успешно для увеличения производства пшеницы. Почвенная влага сохраняется с помощью пыли мульчи. Фермер тщательно выбирает культуры с учетом их устойчивости к засухе. К традиционной пшенице он добавил сорго, которое снижает скорость испарения влаги в сухих условиях. Рост этой зерновой культуры прекращается в сухих условиях, но при наступлении благоприятных условий происходит возобновление роста растения.
По мнению Харди Кэмпбелла, посев семян необходимо делать глубже в почву, а количество семян для посева должно четко соответствовать установленным нормам. Потери воды могут быть уменьшены за счет использования специальных бороздовых трасс. В этом случае борозды располагаются таким образом, чтобы снизить скорость потока воды. Эта практика также известна как контурная вспашка.
Сроки, культуры и удобрения
Казахский академик Мехлис Касымович Сулейменов уверен, что надо соблюдать принцип сокращения механических обработок. И непременно заниматься закрытием влаги на полях. Важно также правильно определить сроки сева. Есть традиционное мнение, что в засушливые сезоны надо сеять раньше обычного. Но ранний сев может обернуться другой проблемой: небольшие запасы влаги будут быстро исчерпаны. А летние дожди, которые обычно идут в июле, дадут мало пользы. Кроме того, дожди могут быть незначительными. Поэтому лучше сеять на три-четыре дня позже обычных сроков. И обязательно измерять запасы влаги в почве, чтобы засевать сначала более влажные поля, а более сухие оставлять на конец посевной.
При пересыхании верхнего слоя почвы надо сеять глубже, то есть во влажный слой почвы. И регулировать глубину заделки семян на каждом поле и каждый день, поскольку ситуация меняется постоянно. Количество семян лучше рассчитать по нижнему пределу рекомендуемой нормы, так как более редкий посев расходует меньше влаги. Если дожди все же пройдут, то редкие посевы раскустятся, и густота стеблей на квадратном метре будет компенсироваться.
Другой важный вопрос – удобрения. Известно, что при недостатке влаги их эффективность снижается. Поэтому придется скорректировать сроки их внесения. Например, фосфорные удобрения вносить во второй половине посевной. Азотные удобрения корректировки не потребуют, поскольку они эффективны при любых сроках посева, кроме того, их дефицит можно восполнить и при проведении обработок по вегетации культур.
Планируя севооборот, важно учесть не только прибыльность выращивания культуры, но и их способность дать урожай в условиях дефицита влаги. Можно повысить долю ячменя и гречихи, которые, кстати, во многих регионах можно сеять и в июне. А вот масличные культуры, такие как рапс, лучше сократить. Возможно, часть площадей можно отдать под более засухоустойчивый масличный лен или зернобобовые культуры.
Купить дождь вскладчину
Свое решение для обеспечения урожая в засушливый сезон в этом году хотят протестировать в Ставропольском крае. Как сообщила газета «Коммерсант», в этом регионе планируют привлечь сельхозпроизводителей к финансированию искусственного вызова осадков. В облаках распылят реагенты с самолетов Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета. На 30–40 дней и 150 полетов в мае—июне потребуется около 90 млн рублей. Предполагается, что эту сумму соберут компании, согласившиеся участвовать в проекте. Эксперты Росгидромета полагают, что технология позволяет увеличить количество осадков на 15–30%.
О своей готовности участвовать в проекте по искусственному вызову осадков на территории Ставропольского края известил агрохолдинг «Степь». Компания планирует провести экономический анализ и изучить результаты экспериментов в этой сфере в сезоне 2020 года. При этом многие сельхозпроизводители резонно замечают, что подобные проекты должно финансировать только государство.
Между тем, проблема с засухой на юге России уже прослеживается. По оценке директора Центра «Совэкона» Андрея Сизова, сказывается сухая зима с минимальным уровнем осадков. Апрельских осадков также было недостаточно: при среднемесячном объеме 40–50 мм выпало пока в среднем около 10 мм. И, если в ближайшие месяцы на юг России не придут дожди, то часть потенциального урожая будет утеряна.
Засуха: причины и методы борьбы. Справка
Засуха – длительный и значительный недостаток осадков, чаще при повышенной температуре и пониженной влажности воздуха, в результате которого иссякают запасы влаги в почве, что ведет к снижению или гибели урожая.
Начало засухи обычно связано с установлением антициклона. Обилие солнечного тепла и сухость воздуха создают повышенную испаряемость (атмосферная засуха), и запасы почвенной влаги без пополнения их дождями истощаются (почвенная засуха).
При засухе поступление воды в растения через корневые системы затрудняется, расход влаги на транспирацию (испарение воды растением) начинает превосходить ее приток из почвы, водонасыщенность тканей падает, нормальные условия фотосинтеза и углеродного питания нарушаются.
В зависимости от времени года различают весенние, летние и осенние засухи. Весенние засухи особенно опасны для ранних зерновых культур; летние причиняют сильный вред как ранним, так и поздним зерновым и другим однолетним культурам, а также плодовым растениям; осенние опасны для всходов озимых. Наиболее губительны весенне-летние и летне-осенние засухи.
Чаще всего засухи наблюдаются в степной зоне, реже в лесостепной, 2-3 раза в столетие засухи бывают даже в лесной зоне.
Понятие «засуха» неприменимо к районам с бездождным летом и крайне малым количеством осадков, где земледелие возможно только при искусственном орошении (например, пустыни Сахара, Гоби и др.).
Заранее определить вероятность засухи можно только по отдельным факторам. Например, осенние запасы влаги в метровом слое почвы менее 50% среднемноголетних данных свидетельствуют о предстоящем недостатке почвенной влаги. Если высота снежного покрова и запасы влаги в нем составляют не более половины среднемноголетних показателей, то вероятность засухи предстоящего весеннего периода также весьма значительна.
Для борьбы с засухой применяют комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий, направленных на усиление водопоглощающих и водоудерживающих свойств почвы, на задержание снега на полях.
Из агротехнических мер борьбы наиболее эффективна основная глубокая вспашка, особенно почв с сильно уплотненным подпахотным горизонтом (каштановые, солонцовые и др.). На почвах, расположенных на склонах, должны осуществляться специальные приемы обработки почвы, регулирующие поверхностный сток: вспашка поперек склона; контурная пахота (по горизонталям); приемы, изменяющие микрорельеф поверхности пашни.
Для уменьшения испарения влаги почву на парах и широкорядных посевах необходимо содержать в рыхлом состоянии, не допуская образования почвенной корки. С этой целью применяют боронование, шлейфование, культивацию, обработку междурядий и т.д.
Большое значение имеют также приемы по уничтожению сорняков, регулирование снеготаяния, внесение удобрений, проведение предпосевной подготовки почвы и сева в самые сжатые сроки.
Эффективно сочетание посева озимых культур, хорошо использующих осенние осадки и устойчивых к весенне-летним засухам, с посевом ранних яровых зерновых, нуждающихся в осадках в первой половине лета, а также с посевами кукурузы, проса, сорго и других поздних культур, использующих осадки второй половины лета и сравнительно легко переносящих весеннюю засуху. В засушливых районах важную роль играет внедрение засухоустойчивых сортов сельскохозяйственных растений.
Из других агротехнических мероприятий в борьбе с засухами положительное значение имеет освоение правильных севооборотов с чистыми парами в засушливых и занятыми парами в лучше увлажненных районах. Чистый пар (с кулисами) в засушливых районах приравнивается к полям с влагозарядковым поливом (полив для создания запасов (зарядки) воды в почве).
Из мелиоративных мер борьбы большое значение имеют полезащитное лесоразведение, сохранение и расширение водоохранных лесных массивов.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Засуха: отменить нельзя – опередить!
В прошлом году в ряде регионов России был введён режим ЧС. Причиной тому стала экстремальная засуха, которая привела к серьёзным потерям урожая. Но и в нынешнем сезоне небесная канцелярия не собирается давать аграриям передышку! В мае сочетание высоких температур и отсутствия осадков стало предметом беспокойства для аграриев из разных уголков нашей страны. А впереди лето, вероятность того, что засуха вновь покажет свои клыки, очень высока. Как сообщает Гидрометцентр России, в зоне повышенного риска вновь окажутся центральная часть страны и её южные регионы, Северный Кавказ, Урал и Сибирь. Поэтому если засуху невозможно отменить, то её нужно опередить!
Рецепты повышения засухоустойчивости
Борьба с засухой – работа со множеством нюансов. Она подразумевает целый комплекс мер, связанных с ресурсосберегающими технологиями обработки почвы, выращиванием раннеспелых и засухоустойчивых сортов и гибридов, освоением севооборота с кулисами (чистый пар) и некоторыми другими приёмами.
– Одним из доступных инструментов, позволяющих подготавливать сельскохозяйственные культуры к различным стрессам, включая засуху, а также эффективно восстанавливать их продуктивный потенциал, являются листовые обработки специальными удобрениями-антистрессантами. К таким препаратам относятся гуматы и аминокислотные удобрения-биостимуляторы. Действие этих препаратов основано на двух механизмах. Первый – активизация защитных механизмов растений до наступления стрессовых условий, второй – быстрое восстановление продуктивности после окончания засушливого периода, – продолжает наш эксперт.
Механизмы антистрессовой эффективности
По словам Александра Петровского, гуминовые препараты – это первые антистрессанты с выраженной активностью. Точный механизм антистрессового действия гуматов до сих пор не установлен, но их эффективность подтверждена длительной практикой применения.
– В экстремальных условиях гуминовые соединения усиливают защитные механизмы растений. Кроме того, к принципиально важным особенностям гуминовых кислот относят их способность к удержанию влаги. Происходит это за счёт водородных связей, которые образуются между молекулами воды и группами гуматов, а также адсорбированными в них ионами металлов. Как результат, это снижает испарение влаги растениями и повышает их устойчивость к засушливым условиям, – поясняет наш собеседник.
– Экзогенные аминокислоты, поступающие в растения при профилактической обработке аминокислотными препаратами, способствуют биосинтезу так называемых стрессовых белков и запускают механизмы стрессовой устойчивости. Поддержание осморегуляции и регулирование механизма закрытия-открытия устьиц также происходят под воздействием аминокислот. Благодаря этому уменьшаются транспирация и потеря воды при засухе. Важнейшую роль в защите от стрессов играет аминокислота пролин. Он обладает мультифункциональным действием, помогая растениям адаптироваться к неблагоприятным условиям, защищает от инактивации белки, ДНК, ряд ферментов. Одним из свойств пролина является противодействие накоплению в клетках активных форм кислорода (АФК).
Отмечу, что накопление осмотически активных веществ обеспечивает высокую водоудерживающую способность цитоплазмы. Кроме того, аминокислотный комплекс активно влияет на статус и гормональный баланс растений, это происходит за счёт прямого влияния на биосинтез фитогормонов, – поясняет Александр Петровский.
Таким образом, аминокислотные антистрессанты незаменимы при подготовке культур к успешному противостоянию засухе.
Впрочем, не менее важную роль играет эффективное восстановление продуктивности растений в постстрессовый период. И в данный период аминокислотные биостимуляторы-антистрессанты вновь приходят на помощь!
– Эти препараты позволяют достаточно быстро и эффективно восстанавливать продуктивность растений, снижая негативные экономические последствия от засухи. Свободные экзогенные аминокислоты активизируют метаболизм и стимулируют фотосинтез, в том числе экономя энергию растений в цикле биосинтеза собственных аминокислот, – объясняет Александр Петровский.
Теперь – о том, как выбрать эффективный аминокислотный стимулятор. Рынок соответствующих препаратов очень обширен, но не все они одинаково эффективны! Следует обратить внимание на преимущества препаратов на основе аминокислот растительного происхождения по сравнению с более дешёвыми препаратами, получаемыми из животного сырья.
Аминокислоты растительного происхождения содержат в основном, глицин, глутаминовую кислоту, другие незаменимые аминокислоты, в том числе относительно небольшие количества пролина. Однако в начале наступления стрессов и засушливого периода, растения, получившие аминокислоты растительного происхождения, производят для защиты от засухи необходимое количество пролина за счет его биосинтеза из глутаминовой кислоты.
В свою очередь, препараты животного происхождения, содержащие изначально значительное количество пролина, при использовании в постстрессовый период могут не проявлять ожидаемой высокой эффективности при восстановлении продуктивности растений. Дело в том, что пролин не является аминокислотой, которая необходима для активизации обмена веществ и восстановления продуктивного потенциала растений, в период восстановления крайне необходимы глицин и глутаминовая кислота.
Рекомендации «Щёлково Агрохим» для противодействия засухе
Компания «Щёлково Агрохим» рекомендует использовать следующие специальные удобрения для противодействия засухе.
специализированный аминокислотный
биостимулятор-антистрессант с содержанием свободных аминокислот не менее 10,0%;
БИОСТИМ ЗЕРНОВОЙ, БИОСТИМ СВЁКЛА, БИОСТИМ МАСЛИЧНЫЙ, БИОСТИМ КУКУРУЗА
аминокислотные препараты с микроэлементами, обладающие антистрессовым действием;
ГУМАТ КАЛИЯ СУФЛЕР, ВР
20% – гуминовое удобрение;
УЛЬТРАМАГ КОМБИ (для зерновых, для свёклы, для кукурузы, для бобовых, для масличных)
концентрированные комплексные микроудобрения
для различных культур.
На основе этого ассортимента разработаны рекомендации по проведению антистрессовых листовых обработок, цель которых – минимизировать последствия засухи.
Вначале представим эти схемы, а затем приведём практические примеры их использования. Но сразу уточним, что любые листовые подкормки непосредственно в период стресса недопустимы! Проводить их можно либо профилактически, до наступления неблагоприятных условий, либо после снятия стрессовой нагрузки с растений.
Профилактика
1. Ситуация: прогнозирование умеренной засухи:
2. Ситуация: прогнозирование сильной засухи:
Восстановление после стресса
1. Ситуация: при незначительной засухе для сохранения высокого потенциала продуктивности:
2. Ситуация: после умеренной стрессовой нагрузки:
3. Ситуация: после сильной засухи:
Примеры эффективности применения антистрессовых препаратов
Об эффективности применения специальных удобрений «Щёлково Агрохим» в условиях стресса говорят результаты многочисленных опытов. Обратимся к самым свежим из них, заложенным в 2020 году, который для некоторых регионов страны стал экстремально засушливым.
Одно из исследований проводили учёные ФАНО – ФГБНУ «ФНЦ агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН» в Волгоградской области. Вегетационный сезон складывался для яровых зерновых культур неблагоприятно, в первую очередь из-за установившейся в регионе сильной засухи. В первой декаде апреля осадков не наблюдалось в принципе, так что посевные работы были отложены на более поздние сроки. В мае выпало 73,5 мм осадков, а среднесуточная температура воздуха составила +15,7 °C. В дальнейшем среднесуточные температуры воздуха планомерно повышались: в июне – до +28,3 °C, в июле – до +28,8 °C. Осадки при этом оказались мизерными: всего 0,6 мм. А температура почвы на глубине 5 см варьировалась в пределах от +29,7 до +35,2°C, что свидетельствует о сильной почвенной засухе.
В таких условиях проходили испытания агрохимикатов компании «Щёлково Агрохим» и других производителей. Опыт ставили на областной опытной сельскохозяйственной станции (Городищенский район). В центре внимания оказалась яровая пшеница – сорт Камышинская 3 (элита). В качестве предшественника выступил пар, технология обработки почвы включала в себя боронование и предпосевную культивацию, оба приёма – на глубину 8 см.
Программа опыта состояла из контроля и 20 вариантов. Они подразумевали использование агрохимикатов при предпосевной обработке семян, при проведении листовых обработок, а также комбинированные варианты (семена + листовая обработка). Важный нюанс: все листовые обработки проводились в фазу кущения, до наступления засухи! Под препараты компании «Щёлково Агрохим» было отведено несколько делянок, где использовали разные схемы (Табл. 1).
Табл. 1. Влияние препаратов «Щёлково Агрохим» на урожайность яровой пшеницы, Волгоградская обл., 2020 г.